本発明における抵抗溶接機の一実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明において、各図面に記載される矢印の、Fを前、Bを後ろ、Rを右、Lを左、Uを上、Dを下、とする。
抵抗溶接機10は、概略的には、図32、33等に示す、頭部T1と、軸部T2と、フランジ部T3と、を有する部品としてのT型ボタンTを、部品供給管200が、T型ボタンTを上側の電極部構造50(部品が保持される電極)に供給し、電極部構造50がT型ボタンTを受け取り、保持して、図31に示すように、下側の固定電極12上に配される二枚の平板状のワークW上に乗せ、T型ボタンTと二枚のワークWを可動電極14及び固定電極12で挟み、通電することで、T型ボタンTにより二枚のワークWどうしを溶接するものである。
抵抗溶接機10は、図1〜3に示すように、固定アーム11と、固定アーム11の先端に取り付けられる固定電極12(特許請求の範囲の固定側電極に相当する)と、可動アーム13と、可動アーム13の先端に取り付けられる可動電極14(特許請求の範囲の可動側電極に相当する)と、固定電極12及び可動電極14に溶接電流を導通する溶接トランス15と、可動アーム13を駆動する駆動手段16と、を有して、溶接ロボットRのアームRAに取り付けられる、いわゆるロボット用C型溶接ガンとされている。
可動電極14は、図4〜11に示すように、上保持部材20と、アダプタ部材30と、電極部構造50と、を備えている。
上保持部材20は、図4〜11に示すように、上端面から下端面に向かって上下方向に沿って貫通して空気を流通可能な断面円形状の空気流通孔21を有して略円筒状に形成されている。上保持部材20には、上保持部材20の外周面から内周面に向かって貫通して空気流通孔21と連通する横通気孔22が形成されている。空気流通孔21の下端側には、下側に向かうにしたがって内径が大径となるテーパ雌ねじ部21aが配設されている。テーパ雌ねじ部21aは、後述するアダプタ部材30のテーパ雄ねじ部32と螺合可能とされている。横通気孔22には、通気用ホースを接続可能とする継手部材23が嵌め込まれている。
上保持部材20は、図28に示すように、上端部において抵抗溶接機10の可動アーム13と連結されている。これにより、空気流通孔21の上端側は、閉塞されることとなる。
アダプタ部材30は、図4〜11に示すように、上端面から下端面に向かって上下方向に沿って上下方向に貫通する貫通孔31が形成されている。貫通孔31の上下方向の中央やや上側から下端部には、下側に向かうにしたがって内径が大径となるテーパ部31aが配設されている。貫通孔31のテーパ部31a内に後述するピストンロッド部60が嵌め込まれている。アダプタ部材30の上端部には、上側に向かうにしたがって外径が小径となるテーパ状に形成されたテーパ雄ねじ部32が配設され、上保持部材20の空気流通孔21のテーパ雌ねじ部21aと螺合されて、上保持部材20とアダプタ部材30とが連結されている。
ホルダブロック40は、図4〜11に示すように、対向して配置される略直方体状の二枚のプレート41、42と、プレート41、42の互いに対応する位置に形成されたねじ孔41a、42aと、ねじ孔41a、42aと螺合可能とされ、対応するねじ孔どうしを連結するねじ部材43、44と、で構成される。
プレート41、42の対向する側の面は、上保持部材20の外形形状に対応するように断面半円形状に切り欠かれている。左側に配置されるプレート41には、シャフトガイド41bが配設されている。シャフトガイド41bは、上下方向の長さは、プレート41と同じ長さとされ、上下方向からみて、左側に向かって略凹状に突出して形成されている。シャフトガイド41bは、左側が開放し、後述するシャフト88の前、後、右側をガイド可能に形成されるとともに、シャフト88が上下方向に移動可能に形成されている。
左右方向において、上保持部材20を挟むようにプレート41、42を対向して配置して、対応するねじ孔41a、42aに、ねじ部材43、44がそれぞれ挿通され螺合することで、上保持部材20の下端部において、ホルダブロック40が取り付けられている。
電極部構造50は、図4〜14に示すように、作動流体の流体圧力によって動作するとともに、電極を形成するピストンロッド部60と、ピストンロッド部60に対して、ピストンロッド部60の移動方向(図4等における上下方向)に沿って往復移動可能なシリンダチューブ部80と、を有するピストン形シリンダ構造体として構成されている。本実施形態では、電極部構造50は、部品が保持される可動電極14側に配設されている。
ピストンロッド部60は、図5、7、10、11に示すように、負圧手段と接続されて負圧通路52を形成する貫通孔61aを有する導電性を有する円筒状の内管61と、貫通孔62aを有し内管61との間に隙間を有して配置される導電性を有する円筒状の外管62と、を備え、二重管構造とされている。
貫通孔61aは、小内径部61bと、小内径部61bより内径が大きく形成された大内径部61cとを有している。大内径部61cには、雌ねじが形成され後述する電極チップ70の小径部71を螺合可能とされている。
内管61の下端部は、外管62に外径と略同一に形成されたフランジ部61dを有し、フランジ部61d以外の内管61の外径は、外管62の内径と略同一に形成されて外管62の内側に嵌め込み可能とされている。フランジ部61dにより、外管62が下側に移動すること規制している。
内管61は、上下の端部を除いて、上下方向からみて円形となる内管61の外周縁の二点を結ぶように(弦状に)、前側と後側が切り欠かれるとともに、下端部分で内管61の外周全体を環状に切り欠かれて形成された切り欠き部61eを有する。
外管62の上部には、図7、11に示すように、外周面から内周面に向かって貫通して、貫通孔62aと連通する横孔62b、62cが形成されている。外管62の横孔62b、62c及び横孔62b、62cの周辺部分には、金属製の水冷ジャケット64が外側から嵌め込まれてホースニップル65、66を取り付け可能とされ、対応する横孔62b、62cとホースニップル65、66とがそれぞれ連通して冷却水通路51の一部を形成している。
また、外管62の上下方向における中央部には、外側に円盤状に拡径して形成されたピストン部62dが配設されている。ピストン部62dの上面及び下面には、ウレタンワッシャ67が取り付けられている。
外管62に内管61が嵌め込まれると、切り欠き部61eにより、内管61と外管62との間に空隙部63が形成される。横孔62b、62cと、空隙部63とで、電極を冷却する冷却水通路51が構成される。
外管62の上端部は、上側に向かうにしたがって外径が小径となるテーパ状に形成され、アダプタ部材30の貫通孔31のテーパ部31aに嵌め込まれている。
内管61の下端部には、電極チップ70が配設されている。電極チップ70は、図5、7、10、11に示すように、上下方向に沿って貫通する貫通孔70aを有した円筒状に形成され、下端部分(先端部分)が、T型ボタンTの頭部T1を保持可能に形成されている。
電極チップ70は、導電性を有し、小径部71と、小径部71より外径が大きく形成された大径部72とを有している。小径部71には、雄ねじが形成され内管61の貫通孔61aの大内径部61cと螺合可能とされている。
小径部71と大内径部61cとが螺合されて、内管61と電極チップ70とが一体化されている。
上保持部材20の空気流通孔21と横通気孔22、アダプタ部材30の貫通孔31と、内管61の貫通孔61aと、電極チップ70の貫通孔70aと、が連通して負圧通路52が形成されている。負圧通路52と図示しない負圧源とが、図示しないホース部材、継手部材を介して接続され、負圧源の負圧力により、電極チップ70の下端部(先端部)にT型ボタンTを保持可能とされている。また、負圧通路52は、図示しない正圧源とも回路を切り替え可能に接続され正圧源の圧縮空気により、エアブロー可能とされている。
つまり、電極チップ70は、電極チップ70の下端部(先端部)に負圧通路52と連通して負圧により部品を保持可能とする部品保持部73を有していることになる。本実施形態では、T型ボタンTの頭部T1と接する、電極チップ70の貫通孔70aの周辺の下端面が部品保持部73とされる。
シリンダチューブ部80は、図4〜11に示すように、角筒状のハウジング81と、ハウジング81の上側を閉塞させる上ヘッドカバー82と、ハウジング81の下側を閉塞させる下ヘッドカバー83と、を備えている。
ハウジング81の、上ヘッドカバー82近傍に上ポート81aが、下ヘッドカバー83近傍に下ポート81bが、形成されている。各上ポート81a、下ポート81bには、流量調整弁84、85が取り付けられ、吸排気の空気の流量を調整可能としている。なお、流量調整弁85側には、図示しない圧力調整手段が接続され、吸排気の空気の圧力を調整可能とされている。
上ヘッドカバー82は、矩形平板状に形成され、ハウジング81の上端部にOリング等を介して嵌め込まれている。上ヘッドカバー82には、上下方向に貫通してピストンロッド部60を挿通可能とする、挿通孔82aが配設されている。
下ヘッドカバー83は、段付き矩形平板状に形成され、ハウジング81の下端部にOリング等を介して嵌め込まれている。下ヘッドカバー83には、上下方向に貫通してピストンロッド部60を挿通可能とする、挿通孔83aが配設されている。
挿通孔82a、83aには、円環状のパッキン82b、83bがそれぞれ配設され、シリンダチューブ部80がピストンロッド部60に対して移動するときの、エア流入室86の気密性を保持可能とされている。
シリンダチューブ部80のハウジング81と、上ヘッドカバー82と、下ヘッドカバー83とで囲まれる領域には、断面円形状のエア流入室86が形成されている。エア流入室86内には、ピストンロッド部60が配設されている。
エア流入室86は、図5、7、10、11に示すように、ピストン部62dにより上室86aと、下室86bとに区画可能とされ、上ポート81a又は下ポート81bからのエアの流入によりピストン部62dが押されることで、上室86aまたは下室86bが拡大し、シリンダチューブ部80が、ピストンロッド部60に対して移動可能とされている。
ハウジング81の左面の上部には、シャフトホルダ87がねじ止めされて取り付けられ、シャフトホルダ87の上面から下面に向かう有底孔87aに、上下方向に沿って延びる円柱状のシャフト88が嵌め込まれている。ホルダブロック40に配設されるシャフトガイド41bにより、シャフト88は、前、後、右側に移動することを規制される。よって、シリンダチューブ部80は、ピストンロッド部60に対して、上下方向を軸として回動することを防止する構成とされている。
シリンダチューブ部80は、図4〜11に示すように、ワークWと当接して、ピストンロッド部60の移動をガイドするガイド部90を有している。
ガイド部90は、チャックホルダ100と、ワーク押えホルダ110と、ワーク押え180と、を備えている。
チャックホルダ100は、図4〜14、32、33に示すように、略矩形板状の取付板部101と、略角筒状の筒状部102と、を有し、取付板部101の上面から筒状部102の下面に至る断面円形状の貫通孔100aが形成されている。
貫通孔100aの内径は、外管62の外径と略同一に形成され、貫通孔100a内で、外管62が上下方向に移動可能、かつ、外管62の前後左右方向への移動を規制可能とされる。
チャックホルダ100は、取付板部101の上面と下ヘッドカバー83の下面とを対向させて配置され、ねじ部材103でねじ止めされて、下ヘッドカバー83に取り付けられている。
ワーク押えホルダ110は、図4〜14、32、33に示すように、上下方向に貫通する断面円形状の貫通孔110aを有する略円筒状に形成されている。
貫通孔110aは、小内径部110bと、小内径部110bより内径が大きく形成された中内径部110cと、中内径部110cより内径が大きく形成された大内径部110dを有している。大内径部110dには、雌ねじが形成され後述する固定リング170の螺合部171と螺合可能とされている。小内径部110bの内径は、電極チップ70の大径部72の外径と略同一に形成され、小内径部110b内で、電極チップ70が、上下方向に移動可能、かつ、前後左右方向への移動を規制可能とされている。
ワーク押えホルダ110は、左側と右側において、上下方向からみて円形状の外周縁の二点を結ぶように(弦状に)切り欠かれた垂直面111、112を有している。
ワーク押えホルダ110の外周壁の垂直面112側は、左右方向からみて、垂直面112から貫通孔110aの小内径部110bまで、上下を逆にした凸状に切り欠かれ、T型ボタンTが通過可能な通路形成部113が形成されている。通路形成部113の上側の垂直面113aどうしの間隔は、T型ボタンTのフランジ部T3の外径と略同一の幅に形成され、フランジ部T3が通過可能かつガイド可能とされている。
垂直面113aの上下方向における長さは、T型ボタンTの頭部T1とフランジ部T3の軸方向(上下方向)における長さより、若干長くなるように設定されている。
通路形成部113の上側の水平面113bは、T型ボタンTのフランジ部T3の下面を受け止め可能とされている。
本実施形態では、チャックホルダ100の下端面とワーク押えホルダ110の通路形成部113とで囲まれる領域が部品受入通路91とされる。
ワーク押えホルダ110の前側及び後側の上部には、前側と後側において、上下方向からみて円形状の外周縁の二点を結ぶように(弦状に)切り欠かれた垂直面114、115が形成されている。ワーク押えホルダ110の外周壁は、前後方向からみて、垂直面114、115から貫通孔110aの小内径部110bまで、略矩形形状に切り欠かれた切り欠き部116、117が形成されている。垂直面114、115は、ワーク押えホルダ110の上端面から、上下方向における中央部付近まで切り欠かれ、後述するチャック150と干渉することを防止して、チャック150の移動領域を確保するものである。また、チャックホルダ100の下端面と、切り欠き部116、117とで囲まれる領域は、後述するチャック150の保持片部155、160をワーク押えホルダ110内に進入可能に形成されている。
図5に示す状態において、ワーク押えホルダ110の電極チップ70の部品保持部73の左側の近傍には、垂直面111から貫通孔110aの小内径部110bに至る横孔118が形成され、横孔118には磁性体119が配設されている。磁性体119は、ワーク押えホルダ110の内周面と略面一となるように形成され、送給されたT型ボタンTを、磁力により位置決め保持可能とされている。
入口ブロック130は、図5、6、9、10、12〜14に示すように、対応する筒状部102の右面102bに取り付けられる取付板部131と、取付板部131の下端部から右側に直方体状に延設される通路形成部132と、を有している。
取付板部131は、前後方向の幅がチャックホルダ100の筒状部102より幅広に形成され、筒状部102からはみ出る前側と後側の端部に、左右方向に沿って貫通する軸孔131a、131bが形成されている。
通路形成部132の下面側には、通路形成部132の下面側から上面側に向かう有底溝として形成される、断面略矩形形状の溝部132aが左右方向に沿って配設されている。溝部132aは、T型ボタンTのフランジ部T3の外径と略同一の幅で、フランジ部T3が通過可能かつガイド可能に形成されている。
通路形成部132の下面には、T型ボタンTのフランジ部T3の下面を受け止め可能とする一対のガイドプレート135、136が取り付けられている。各ガイドプレート135、136の前後方向における幅は、ワーク押えホルダ110の通路形成部113の下側の垂直面どうしの幅と略同一とされている。
各ガイドプレート135、136の取り付けられた状態における中央側となる端部には、左右方向からみて、左右方向における中央部から右側に向かって緩やかに下がるように形成され、T型ボタンTのフランジ部T3を誘導する誘導凹部135a、136aがそれぞれ配設されている。
入口ブロック130は、チャックホルダ100の筒状部102の右面102bに取付板部131が配置され、ねじ部材133により締結することで、チャックホルダ100に入口ブロック130が取り付けられる。
入口ブロック130は、チャックホルダ100に取り付けられた状態において、通路形成部132と、一対のガイドプレート135、136とで、囲まれる領域は、部品受入通路91の上側の約三分の二の部分と連設されるとともに、後述する部品供給管200の接続シュート202の部品流通路202aと接続可能に形成されている。
連結プレート140は、図4〜6、8〜10、12〜14に示すように、前後方向に延びる上取付部141と、上取付部141から下方に延びる下取付部142と、を備え、略T字の板状に形成されている。
上取付部141は、前後方向の幅がチャックホルダ100の筒状部102より幅広に形成され、筒状部102からはみ出る前側と後側の端部に、左右方向に沿って貫通する軸孔141a、141bが形成されている。この軸孔141a、141bは、入口ブロック130の取付板部131に配設される軸孔131a、131bとともに、一対のチャック150を取り付け可能とするものである。
チャックホルダ100の筒状部102の左面102aに上取付部141が、ワーク押えホルダ110の垂直面111に下取付部142が、配置され、それぞれ二か所ずつねじ部材143により締結することで、チャックホルダ100とワーク押えホルダ110とが連結されている。
なお、下取付部142を挿通するようにねじ部材144が配設され、ねじ部材144が横孔118に配設された磁性体119を固定している。
チャック150は、図4、6〜9、11〜14、32、33に示すように、一対の、前チャック151と、後チャック156と、で構成されている。
前チャック151は、矩形平板状の本体部152と、本体部152の左右方向における端部から略三角形状に形成され、前方向にそれぞれ延設される一対のリブ部153、154と、を有している。
後チャック156は、矩形平板状の本体部157と、本体部157の左右方向における端部から略三角形状に形成され、後方向にそれぞれ延設される一対のリブ部158、159と、を有している。
本体部152、157のワーク押えホルダ110と対向する側の面には、前チャック151では後側に、後チャック156では前側に、突出してT型ボタンTを位置決め保持可能とする、保持片部155、160がそれぞれ設けられている。
保持片部155、160は、図32に示すように、一対の前チャック151と、後チャック156が閉じた状態において、T型ボタンTの、フランジ部T3の外周縁部をガイド可能、及び、フランジ部T3の下面を受け止め可能に形成されている。上記の状態を、チャック150の受け止め部150aが形成された状態とする。
本実施形態では、左右方向からみて、直方方体状に形成された保持片部155、160の前チャック151では後上部の角部分を、後チャック156では前上部の角部分を断面矩形状に切り欠いて、T型ボタンTのフランジ部T3の外周縁部をガイドする左右方向に沿って形成される垂直面155a、160aと、垂直面155a、160aと直交して左右方向に沿って形成されT型ボタンTのフランジ部T3の下面を受け止める水平面155b、160bと、を有する段差面とされている。
図32に示すように、一対の前チャック151と、後チャック156が閉じた状態において、垂直面155aと垂直面160aとの間隔は、T型ボタンTのフランジ部T3の直径より若干広めに形成されて、T型ボタンTの移動を許容しつつ、大きな位置ずれを起こさないように設定されている。
水平面155bの後側の端部と、160bの前側の端部との間隔は、T型ボタンTの軸部T2の直径よりも広く形成されている。垂直面155a、160aでT型ボタンTがガイドされるので、間隔を広くしても、T型ボタンTが大きな位置ずれを起こすことはない。
前チャック151のリブ部153、154の上部には、左右に沿って貫通する軸孔153a、154aがそれぞれ形成されている。
後チャック156のリブ部158、159の上部には、左右に沿って貫通する軸孔158a、159aがそれぞれ形成されている。
前チャック151は、左から、連結プレート140の上取付部141の軸孔141a、前チャック151のリブ部153、154の軸孔153a、154a、入口ブロック130の取付板部131の軸孔131a、の順に軸部材161を挿通させて、前チャック151が軸部材161に対して、左右方向を軸として回動可能に取り付けられる。
後チャック156は、左から、連結プレート140の上取付部141の軸孔141b、後チャック156のリブ部158、159の軸孔158a、159a、入口ブロック130の取付板部131の軸孔131b、の順に軸部材162を挿通させて、後チャック156が軸部材162に対して、左右方向を軸として回動可能に取り付けられる。
前チャック151、後チャック156には、閉じ方向へ付勢するトーションばね163、164が取り付けられている。
トーションばね163、164は、前チャック151のリブ部153、154間、後チャック156のリブ部158、159間に、円筒形状に形成されたコイル部163a、163bの内側に軸部材161、162をそれぞれ挿通させて、一端が前チャック151の本体部152、後チャック156の本体部157の外側の面に当接して、他端が、チャックホルダ100の取付板部101と当接して、それぞれ前チャック151、後チャック156を閉じ方向へ付勢している。
筒状部102の前面102c、後面102dは、前チャック151、後チャック156の本体部152、157を受け止めるストッパとして機能する。
ワーク押えホルダ110の下端側には、固定リング170を介してワーク押え180が取り付けられている。
固定リング170は、図4〜14、32、33に示すように、上下方向に沿って貫通する貫通孔170aを有して略円筒状に形成されている。固定リング170の上端側には、雄ねじが形成された螺合部171が設けられている。
ワーク押え180は、図4〜14、32、33に示すように、上下方向に沿って貫通する貫通孔180aを有して、略円筒状に形成されている。ワーク押え180は、小径部181と、小径部181より外径が大きく形成された大径部182とを有している。
貫通孔180aの内径は、電極チップ70の大径部72の外径と略同一に形成され、貫通孔180a内で、電極チップ70が上下方向に移動可能、かつ、ガイド可能とされる。
小径部181の外径と固定リング170の貫通孔170aの内径とは、略同一に形成されて、貫通孔170aに小径部181が上側から嵌め込まれ、大径部182の下面と螺合部171の上端面とが当接する状態でワーク押え180と固定リング170が一体化されている。
一体化されたワーク押え180と固定リング170は、ワーク押えホルダ110の、中内径部110cにワーク押えの大径部182が進入し、大内径部110dにおいて、固定リング170の螺合部171と大内径部110dとが螺合されることにより、ワーク押えホルダ110と連結されている。
ワーク押え180の下端面がワークWと当接し、かつ、ワーク押えホルダ110とワーク押え180の内周面が電極チップ70の径方向への移動を規制する。
以上のことより、ガイド部90は、T型ボタンTの、位置決め及び径方向への移動を規制するガイドとしての機能を合わせて有する。
図5、7、10、11に示すように、エア流入室86における、上ポート81a又は下ポート81bからのエアの流入によりピストン部62dが押されることで、上室86aまたは下室86bが拡大し、ガイド部90を有するシリンダチューブ部80が、ピストンロッド部60に対して移動可能とされている。つまり、ガイド部90は、図4〜7等に示す、ピストンロッド部60を覆う第一位置と、図8〜11等に示す、ピストンロッド部60がワークWに通電可能な第二位置と、の間を往復移動可能とされている。
部品供給管200は、図5〜20に示すように、金属製の直線シュート201と、金属製の接続シュート202と、第一エアシリンダ203と、第二エアシリンダ204と、第三エアシリンダ207と、送り出し用エアブロー手段209と、押し付け用エアブロー手段210と、光電センサ212と、を備え、抵抗溶接機10の可動アーム13以外の非可動部位に、図示しない取付アームにより取り付け固定されている。
直線シュート201は、角筒状に形成され内部が部品流通路201aとされている。T型ボタンTは、左側にT型ボタンTの頭部T1が位置し、右側にT型ボタンTの軸部T2が位置するように、部品流通路201a内を移動可能とされている。直線シュート201は、T型ボタンTを、上側(T型ボタンTの供給方向の上流側)から下側(T型ボタンTの供給方向の下流側)に向かって送給することになる。
接続シュート202は、角筒状とされ内部が部品流通路202aとされ、前後方向からみて、左側に円弧状に湾曲して形成され、図1〜3、28等に示すように、上端側(T型ボタンTの供給方向の上流側)において直線シュート201と、下端側(T型ボタンTの供給方向の下流側)において、入口ブロック130の通路形成部132及び一対のガイドプレート135、136と、接続可能とされている。
直線シュート201の下部(T型ボタンTの供給方向の下流側の部位)には、第一エアシリンダ203と、第二エアシリンダ204と、が配設されている。第一エアシリンダ203のピストンロッド203aには、第一係止ピン203bが配設され、第二エアシリンダ204のピストンロッド204aには、第二係止ピン204bが配設されている。
第一エアシリンダ203は、直線シュート201の前側に延設された第一取付プレート205に取り付けられ、第二エアシリンダ204は、直線シュート201の右側に延設された第二取付プレート206に取り付けられている。第二エアシリンダ204は、直線シュート201の、第一エアシリンダ203より上側(T型ボタンTの送り方向の若干上流側)に配置されている。
第一係止ピン203b及び第二係止ピン204bは、部品流通路201a内と、部品流通路201a外とを出入り可能とされ、T型ボタンTを、係止させたり、係止を解除して送給可能としたりするものである。
第一係止ピン203bと、第二係止ピン204bとは、T型ボタンT一個分の間隔が設けられ、第一係止ピン203bが部品流通路201a外に移動してT型ボタンTを送り出すときに、第二係止ピン204bが部品流通路201a外から部品流通路201a内に移動して並んでいる二個目以降のT型ボタンTを係止して、T型ボタンTを一個ずつ送りだすこととされている。そして、T型ボタンTを送り出したら、第一係止ピン203bは部品流通路201a内に移動し、第二係止ピン204bは、部品流通路201a外に移動する。
第三エアシリンダ207は、直線シュート201の第二エアシリンダ204より上側(T型ボタンTの送り方向の上流側)に配置されている。
第三エアシリンダ207のピストンロッド207aには、第三係止ピン207bが配設されている。
第三エアシリンダ207は、直線シュート201の右側に延設された第三取付プレート208に取り付けられている。第三係止ピン207bは、部品流通路201a内と、部品流通路201a外とを出入り可能とされ、溶接作業を行うときにともなう移動動作時に直線シュート201内からT型ボタンTが飛び出してしまわないようにするものである。T型ボタンTが送り出され溶接され、後述するスタンド供給装置300に接続される接続位置に戻ると、第三係止ピン207bは、部品流通路201a外に移動して、部品供給管200内にT型ボタンTを送給可能とされる。
第一エアシリンダ203、第二エアシリンダ204、第三エアシリンダ207は、溶接ロボットRの図示しない制御回路に接続されている。
送り出し用エアブロー手段209は、エアブローバルブを有し、直線シュート201の第二エアシリンダ204より上側(T型ボタンTの送り方向の上流側)に配置され、図示しない正圧源と接続され、第一係止ピン203bとT型ボタンTとの係止が解除されたときに、直線シュート201の通気孔201bを介して正圧源からの圧縮空気により、部品流通路201aから一対のチャック150が閉じた状態において形成される受け止め部150aまで、T型ボタンTを送給可能とされている。
押し付け用エアブロー手段210は、エアブローバルブを有し、直線シュート201の第三エアシリンダ207より上側(T型ボタンTの送り方向の上流側)に配置され、図示しない正圧源と接続され、押し付け用エアブロー手段210の取付部位に配設された通気孔210aを介した正圧源からの圧縮空気により、抵抗溶接機10の溶接動作にともなう移動によって、T型ボタンTが直線シュート201外に飛び出してしまわないように押し付け可能とされている。
送り出し用エアブロー手段209及び押し付け用エアブロー手段210と接続される正圧源は、溶接ロボットRの図示しない制御回路に接続されている。
直線シュート201の、第二エアシリンダ204と第三エアシリンダ207の間の位置には、センサブラケット211が取り付けられ、T型ボタンTを検知する一対の光電センサ212が取り付けられている。直線シュート201は、光電センサ212から発射される信号光を通過可能に形成され、光電センサ212間で信号光を送受信可能とされている。光電センサ212は、溶接ロボットRの図示しない制御回路に接続されている。
光電センサ212は、第一エアシリンダ203の第一係止ピン203bに係止される最前列のT型ボタンTから数えて所定の個数分となる最後列のT型ボタンTを検知するように配置されている。T型ボタンTが、所定個数以下になるとT型ボタンTが、光電センサ212に検知されなくなるので、後述するスタンド供給装置300から、T型ボタンTを送給する構成とされる。
第三エアシリンダ207の第三係止ピン207bは、図19に示すように、光電センサ212に検知されるT型ボタンTから、T型ボタンTの送り方向の上流側に三個目のT型ボタンTを上側で係止して、抵抗溶接機10が移動しても直線シュート201内からT型ボタンTが飛び出すことを防止する。
スタンド供給装置300は、図1〜3に示すように、溶接ロボットRの作業領域内に立設されるスタンド310に取り付けられている。
スタンド供給装置300は、図21〜25に示すように、金属製の直線シュート301と、第四エアシリンダ302と、第五エアシリンダ303と、第二送り出し用エアブロー手段306と、光電センサ308と、を備えている。
直線シュート301は、角筒状に形成され内部が部品流通路301aとされている。T型ボタンTは、左側にT型ボタンTの頭部T1が位置し、右側にT型ボタンTの軸部T2が位置するように、部品流通路301a内を移動可能とされている。直線シュート301は、上側(T型ボタンTの供給方向の上流側)から下側(T型ボタンTの供給方向の下流側)に向かって送給されることになる。
直線シュート301の下部(T型ボタンTの供給方向の下流側の部位)には、第四エアシリンダ302と、第五エアシリンダ303と、が配設されている。
第四エアシリンダ302のピストンロッド302aには、第四係止ピン302bが配設され、第五エアシリンダ303のピストンロッド303aには、第五係止ピン303bが配設されている。
第四エアシリンダ302は、直線シュート301の左側に延設された第四取付プレート304に取り付けられ、第五エアシリンダ303は、直線シュート301の右側に延設された第五取付プレート305に取り付けられている。第五エアシリンダ303は、直線シュート301の、第四エアシリンダ302より若干上側(T型ボタンTの送り方向の若干上流側)に配置されている。
第四係止ピン302b及び第五係止ピン303bは、部品流通路301a内と、部品流通路301a外とを出入り可能とされ、T型ボタンTを、係止させたり、係止を解除して送給可能としたりするものである。
第四係止ピン302bと、第五係止ピン303bとは、T型ボタンT三個分の間隔が設けられ、第四係止ピン302bが部品流通路301a外に移動してT型ボタンTを送り出すときに、第五係止ピン303bが部品流通路301a外から部品流通路301a内に移動して、並んでいる四個目以降のT型ボタンTを係止して、T型ボタンTを三個ずつ送りだすこととされている。そして、T型ボタンTを送り出したら、第四係止ピン302bは部品流通路301a内に移動し、第五係止ピン303bは、部品流通路301a外に移動する。
第四エアシリンダ302、第五エアシリンダ303は、ロボットの図示しない制御回路に接続されている。
第二送り出し用エアブロー手段306は、エアブローバルブを有し、直線シュート301の第五エアシリンダ303より上側(T型ボタンTの送り方向の上流側)に配置され、図示しない正圧源と接続され、第四係止ピン302bとT型ボタンTとの係止が解除されたときに、直線シュート301の通気孔301bを介して正圧源からの圧縮空気により、部品供給管200まで、T型ボタンTを送給可能とされている。
第二送り出し用エアブロー手段306と接続される正圧源は、溶接ロボットRの図示しない制御回路に接続されている。
直線シュート301の第五エアシリンダ303より上側(T型ボタンTの送り方向の上流側)の位置には、センサブラケット307が取り付けられ、T型ボタンTを検知する一対の光電センサ308が取り付けられている。直線シュート301は、光電センサ308から発射される信号光を通過可能に形成され、光電センサ308間で信号光を送受信可能とされている。光電センサ308は、溶接ロボットRの図示しない制御回路に接続されている。
光電センサ308は、第四エアシリンダ302の第四係止ピン302bに係止される最前列のT型ボタンTから数えて所定の個数分となる最後列のT型ボタンTを検知するように配置されている。T型ボタンTが、所定個数以下になるとT型ボタンTが検知されなくなるので、後述するパーツフィーダ側供給装置400から、T型ボタンTを送給する構成とされる。
パーツフィーダ側供給装置400は、図26、27に示すように、金属製の直線シュート401と、金属製のホースソケット402と、第六エアシリンダ403と、第七エアシリンダ404と、光電センサ408と、を備えている。
直線シュート401は、角筒状に形成され内部が部品流通路401aとされている。T型ボタンTは、後側にT型ボタンTの頭部T1が位置し、前側にT型ボタンTの軸部T2が位置するように、部品流通路401a内を移動可能とされている。直線シュート401は、上側(T型ボタンTの供給方向の上流側)から下側(T型ボタンTの供給方向の下流側)に向かって送給されることになる。
ホースソケット402は、角筒状とされ内部が部品流通路402aとされ、前後方向からみて、上端側(T型ボタンTの供給方向の上流側)において直線シュート401と、下端側(T型ボタンTの供給方向の下流側)において、供給ホースを介してスタンド供給装置300と、接続されている。そして、ホースソケット402は、正圧源と接続されてT型ボタンTの圧送をサポートする、エアブロー部402bを有している。
直線シュート401の下部(T型ボタンTの供給方向の下流側の部位)には、第六エアシリンダ403と、第七エアシリンダ404と、が配設されている。
第六エアシリンダ403のピストンロッド403aには、第六係止ピン403bが配設され、第七エアシリンダ404のピストンロッド404aには、第七係止ピン404bが配設されている。
第六エアシリンダ403は、直線シュート401の前側に延設された第六取付プレート405に取り付けられ、第七エアシリンダ404は、直線シュート401の後側に延設された第七取付プレート406に取り付けられている。第七エアシリンダ404は、直線シュート401の、第六エアシリンダ403より若干上側(T型ボタンTの送り方向の若干上流)側に配置されている。
第六係止ピン403b及び第七係止ピン404bは、部品流通路401a内と、部品流通路401a外とを出入り可能とされ、T型ボタンTを、係止させたり、係止を解除して送給可能としたりするものである。
第六係止ピン403bと、第七係止ピン404bとは、T型ボタンT一個分の間隔が設けられ、第六係止ピン403bが部品流通路401a外に移動してT型ボタンTを送り出すときに、第七係止ピン404bが部品流通路401a外から部品流通路401a内に移動して並んでいる二個目以降のT型ボタンTを係止して、T型ボタンTを一個ずつ送りだすこととされている。そして、T型ボタンTを送り出したら、第六係止ピン403bは部品流通路401a内に移動し、第七係止ピン404bは、部品流通路401a外に移動する。
第六エアシリンダ403、第七エアシリンダ404は、溶接ロボットRの図示しない制御回路に接続されている。
直線シュート401の、第七エアシリンダ404よりT型ボタンTの送り方向の上流側の位置には、センサブラケット407が取り付けられ、T型ボタンTを検知する一対の光電センサ408が取り付けられている。直線シュート401は、光電センサ408から発射される信号光を通過可能に形成され、光電センサ408間で信号光を送受信可能とされている。光電センサ408は、溶接ロボットRの図示しない制御回路に接続されている。
光電センサ408は、第六エアシリンダ403の第六係止ピン403bに係止される最前列のT型ボタンTから数えて所定の個数分となる最後列のT型ボタンTを検知するように配置されている。T型ボタンTが、所定個数以下になるとT型ボタンTが検知されなくなるので、パーツフィーダPFを作動させて、T型ボタンTを送給するような構成とされる。
上記構成の抵抗溶接機10の機能、作用を説明する。
電極部構造50は、図1〜3、28に示すように、抵抗溶接機10に取り付けられている。
抵抗溶接機10は、図1、3に示すように、溶接ロボットRのアームRAに取り付けられた状態にあり、スタンド供給装置300の下端部と、部品供給管200の上端部とが接続されてT型ボタンTを送給可能な待機位置にある。
抵抗溶接機10は、図2に示すように、溶接ロボットRにより、二枚の重ね合わされたワークW、Wを溶接するための溶接位置まで、移動する。
このとき、可動電極14は、図1、3、28に示すように、最上位置にあり、ガイド部90を含むシリンダチューブ部80は、図5、7に示すように、下ポート81bから流量調整弁85を介して正圧源からの圧縮空気が、下室86bに常時流入した状態で、ピストンロッド部60に対して最下位置にある(特許請求の範囲の第一位置に相当する)。
部品供給管200の第一エアシリンダ203の第一係止ピン203bは、図20に示すように、部品流通路201a内に位置して最前列のT型ボタンTを係止し、第二エアシリンダ204の第二係止ピン204bは、図19に示すように、部品流通路201a外に位置している。
また、チャック150を構成する一対の前チャック151、後チャック156は、図7、32に示すように、トーションばね163、164により閉じ方向へ付勢され、閉じた状態となっている。
T型ボタンTを送り出すときに、第一係止ピン203bは、部品流通路201a外に移動し、第二係止ピン204bが部品流通路201a内に移動して、並んでいる二個目以降のT型ボタンTを係止して、T型ボタンTを一個ずつ送りだす。
このとき、送り出し用エアブロー手段209は、正圧源からの圧縮空気により、接続シュート202の部品流通路202a、入口ブロック130、部品受入通路91、を通り、図5、7、32一対のチャック150が閉じた状態において形成される受け止め部150aまで、T型ボタンTを圧送する。
圧送されたT型ボタンTは、受け止め部150a近傍に配される磁性体119により吸着されて、位置決めされ部品供給管200側に戻ることはない。
図28、29の状態から、可動電極14が、固定電極12側に移動を始めると、負圧源が作動し、負圧通路52を介して負圧源の負圧力により、図32の二点鎖線に示すように、一対のチャック150で形成される受け止め部150aからT型ボタンTが受け渡され、電極チップ70の部品保持部73において吸着保持される。
このとき、ガイド部90を構成する、チャックホルダ100の貫通孔100aの内径は、外管62の外径と略同一に形成されているので、外管62の上下方向への移動を許容するとともに、外管62の前後左右方向への移動を規制する。
また、ワーク押えホルダ110の小内径部110bの内径は、電極チップ70の大径部72の外径と略同一に形成されているので、電極チップ70の上下方向への移動を許容するとともに、電極チップ70の前後左右方向への移動を規制する。
そして、ワーク押え180の貫通孔180aの内径は、電極チップ70の大径部72の外径と略同一に形成されているので、電極チップ70の上下方向への移動を許容するとともに、電極チップ70の前後左右方向への移動を規制する。
電極部構造50は、ピストン形シリンダ構造体として構成されるので、図30に示すように、可動電極14が、移動してガイド部90としてのワーク押え180の下端面がワークWと当接すると、シリンダチューブ部80は、それ以上の固定電極12側への移動が規制される。シリンダチューブ部80の下側への移動が規制されると、ピストンロッド部60がシリンダチューブ部80に対して下側に移動する。換言すれば、ワーク押え180の下端面が、ワークWと当たり押えつけていることになる。
このとき、シャフト88は、図8に参照するように、ホルダブロック40に配設されるシャフトガイド41bにガイドされることで、シリンダチューブ部80がピストンロッド部60に対して上下方向を軸として回動することを規制されている。
さらにピストンロッド部60が下側に移動すると、図32の二点鎖線に示すように、閉じた状態にある一対の前チャック151、後チャック156が、電極チップ70及び電極チップ70の部品保持部73により保持されたT型ボタンTに接触することで、トーションばね163、164の付勢力に抗して開き方向に押し広げられ、ピストンロッド部60の移動を妨げないように退避する。また、可動電極14の加圧力は、下室86bに流入する圧縮空気の圧力よりも強く設定されているので、下室86b内の空気がエア緩衝体として機能するが、ピストンロッド部60が下側に移動することは妨げられない。
図31に示すように、ピストンロッド部60の電極チップ70の部品保持部73に保持されたT型ボタンTが、ワークWと接触する(特許請求の範囲の第二位置に相当する)と、可動電極14は通電を開始する。通電をすることにより、T型ボタンTの軸部T2が溶けて溶着される。通電されると略同時に負圧源の動作を止めて、負圧通路52内の負圧力を無くしてT型ボタンTの吸引を終了する。
このとき、筒状に形成されたワーク押え180により、スパッタが周囲に飛散することを抑制される。
通電が終了すると、図示しない正圧源を作動させて、負圧通路52に向けて圧縮空気によるエアブローを行なう。これにより、T型ボタンTを保持していた電極チップ70、ワーク押えホルダ110及びワーク押え180に付着した塵芥を取り除くことになる。
そして、可動電極14を上側に移動させる。そして、ワーク押え180とワークWとの当接が解除されると、下室86bには下ポート81bから、流量調整弁85を介して常時圧縮空気が流入しているので、シリンダチューブ部80がピストンロッド部60に対して上側に移動する。
そして、抵抗溶接機10は、可動電極14が、最上位置にあり、ガイド部90が、ピストンロッド部60に対して最下位置にある、最初の位置に戻る。
本実施形態では、抵抗溶接機10により、所定個数(本実施形態では三個)のT型ボタンTをワークWに溶接したら、溶接ロボットRにより、抵抗溶接機10は、待機位置に戻る。
なお、ピストンロッド部60は、外管62に内管61が嵌め込まれた二重管構造とされ、切り欠き部61eにより、内管61と外管62との空隙部63が形成され、横孔62b、62cと、空隙部63とで、電極を冷却する冷却水通路51が構成される。これにより、抵抗溶接機10の通電による、ピストンロッド部60の加熱が抑制され、シリンダチューブ部80が加熱することによる弊害を発生させることが無い。
溶接ロボットRにより、抵抗溶接機10は、待機位置に戻ると、スタンド供給装置300の下端部と、部品供給管200の上端部とが接続される。三個のT型ボタンTをワークWに溶接したので、部品供給管200内のT型ボタンTが、光電センサ212により検知されていない状態となっている。
溶接ロボットRの制御回路は、抵抗溶接機10が待機位置に戻ると、部品供給管200の第三エアシリンダ207の第三係止ピン207bを部品流通路201a外に移動させるとともに、押し付け用エアブロー手段210に接続される正圧源を停止させる。つまり、T型ボタンTを受け入れ可能な状態とする。
そして、スタンド供給装置300の、第四エアシリンダ302の第四係止ピン302bを部品流通路301a外に移動させるとともに、第五エアシリンダ303の第五係止ピン303bを部品流通路301a外から部品流通路301a内に移動させて、並んでいる四個目以降のT型ボタンTを係止して、T型ボタンTを三個ずつ送りだす。
第四係止ピン302bとT型ボタンTとの係止が解除されると、送り出し用エアブロー手段209と接続される正圧源からの圧縮空気により、部品供給管200まで、T型ボタンTの圧送をサポートする。
そして、T型ボタンTを送り出したら、第四係止ピン302bは部品流通路301a内に移動し、第五係止ピン303bは、部品流通路301a外に移動する。部品供給管200の第三エアシリンダ207の第三係止ピン207bは、部品流通路201a内に移動するとともに、押し付け用エアブロー手段210に接続される正圧源は動作して圧縮空気が送られる状態となる。
スタンド供給装置300の光電センサ308が、T型ボタンTを検知しなくなると、第六係止ピン403bが部品流通路401a外に移動して、第七係止ピン404bが、部品流通路401a外から部品流通路401a内に移動して並んでいる二個目以降のT型ボタンTを係止して、T型ボタンTを一個ずつ送りだす。そして、T型ボタンTを送り出したら、第六係止ピン403bは部品流通路401a内に移動し、第七係止ピン404bは、部品流通路401a外に移動する。
スタンド供給装置300の光電センサ308がT型ボタンTを検知するまで、動作を繰り返す。
パーツフィーダ側供給装置400の光電センサ408が、T型ボタンTを検知しなくなると、パーツフィーダPFを作動させて、パーツフィーダ側供給装置400の光電センサ408が、T型ボタンTを検知するまで、T型ボタンTを送給する。このとき、コンプレッサー等の正圧手段と接続してエアブロー等を行い、T型ボタンTの圧送のサポートをする。
上記構成の電極部構造50では、可動電極14とでT型ボタンTが保持され、ワークWとT型ボタンTとを溶接する抵抗溶接機10の電極部構造であって、電極を形成するピストンロッド部60と、ピストンロッド部60に対して、ピストンロッド部60の移動方向に沿って往復移動可能なシリンダチューブ部80と、を有するピストン形シリンダ構造体として、T型ボタンTが保持される電極側に取り付けられ、ピストンロッド部60が、負圧手段と接続されて負圧通路52を形成する内管61と内管61との間に隙間を有して配置される外管62とを備え、内管61と外管62との間の空隙部63は、電極を冷却する冷却水通路51とされ、先端部に負圧通路52と連通して負圧によりT型ボタンTを保持可能とする部品保持部73を有し、シリンダチューブ部80が、ワークWと当接して、ピストンロッド部60の移動をガイドする筒状のガイド部90を有し、ガイド部90は、部品保持部73を覆う第一位置と、ピストンロッド部60がワークWに通電可能な第一位置と、の間を往復移動可能とされている。
これによれば、ガイド部90が、電極を形成するピストンロッド部60をガイドするとともに、ワークWに当接することで、溶接の位置ずれ及びスパッタの飛散を抑制することができる。
また、ガイド部90は、部品受入通路91を有し、第一位置において、部品保持部73にT型ボタンTを送給可能とされ、部品受入通路91において、T型ボタンTを部品保持部73に圧送可能とする部品供給管200と接続可能とされ、部品供給管200は、抵抗溶接機10の非可動部位に固定されている。
これによれば、部品供給管200とガイド部90を接続して一体化可能とすることで、部品供給に関する装置を別に用意しなくてもよくなるので、定置型の抵抗溶接機だけでなく、ロボットに取り付けて使用する、例えば、ロボット用C型溶接ガンのような抵抗溶接機に適用することが可能となる。また、溶接時に、部品供給管200に対して電極部構造50のみを移動させることになるので、可動電極14のストロークの自由度を高めることができる。
また、ガイド部90には、ガイド部90が第一位置にあるときに、部品保持部73の近傍に配置され、部品供給管200から圧送されたT型ボタンTが位置決めされて、T型ボタンTを部品保持部73に受け渡し可能なチャック150が配設されている。
これによれば、部品供給管200から圧送されるT型ボタンTを位置決めするチャック150により、部品保持部73へのT型ボタンTの受け渡しを確実なものとすることができる。
また、抵抗溶接機10では、可動電極14にT型ボタンTが保持され、ワークWとT型ボタンTとを溶接する抵抗溶接機であって、電極部構造50を備えることとしている。
本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明において、上記実施形態と同じ構成については、同一符号を付し全部又は一部の説明を省略する。
抵抗溶接機10Aは、本実施形態では、定置型の抵抗溶接機であり、図34に示すように、上方側の可動電極16A(特許請求の範囲の可動側電極に相当する)と下方側の固定電極18A(特許請求の範囲の固定側電極に相当する)とを備えて構成され、可動電極16Aは、可動側ホーン15Aに保持され、固定電極18Aは固定側ホーン17Aに保持されている。可動側ホーン15Aは、上支持アーム12Aに保持されたエアシリンダ14Aの上下動するシリンダロッド14Aaに固定されており、エアシリンダ14Aの作動により、可動側ホーン15Aに保持された可動電極16Aが、固定電極18Aに向かって下降する。本体11Aは、上部で上支持アーム12Aを前方に延ばすように配設させ、下部で下支持アーム13Aを前方に延ばすように配設させて、下支持アーム13Aに固定側ホーン17Aが保持されている。可動電極16Aに、電極部構造50が取り付けられている。
抵抗溶接機10Aでは、部品供給管200とパーツフィーダ側供給装置400とを直結して、スタンド供給装置300を省略する構成となっている。
このような構成として、定置型の抵抗溶接機に適用しても、溶接の位置ずれ及びスパッタの飛散を抑制することができる。
本発明の電極部構造及び抵抗溶接機は当該構成に限定されるものではない。即ち、本発明の要旨を逸脱しない限り各種の設計変更等が可能である。
例えば、実施形態では、電極部構造50は、部品が保持される可動電極14側に取り付けられたが、固定電極12側に取り付けることも可能である。
また、抵抗溶接機10、10Aにより溶接される部品としては、ナット、ボルト、スタッドボルト等既存の部品があげられる。この場合、電極チップ70における負圧通路52を各部品の形状に対応させて部品保持部73を構成することができる。特にナットを溶接するときには、負圧通路52は、上下方向からみて断続的な円環状として対応することができる。
また、電極部構造50は、両ロッドシリンダで構成したが、片ロッドシリンダ、テレスコープシリンダ、可変ストロークシリンダ、多位置シリンダ、タンデムシリンダ等で、ピストン形シリンダ構造体を構成することも可能である。
また、部品供給管200は、直線シュート201において、T型ボタンTが、左側にT型ボタンTの頭部T1が位置し、右側にT型ボタンTの軸部T2が位置するように配置されているが、部品の溶接態様により、配置する態様を適宜変更することができる。
また、部品供給管200、スタンド供給装置300、パーツフィーダ側供給装置400の、T型ボタンT(部品)の送り出し個数は、使用態様によって適宜変更することができる。